(57)【要約】  磁気式アブソリュートエンコーダー（２０）は、モーターケースアセンブリ（２）の側に取り付けた基板保持アセンブリ（５０）と、この基板保持アセンブリ（５０）によって多極、２極のリングマグネット（３０、４０）を取り囲む状態にループ状に保持されているフレキシブルプリント配線基板（６０）とを有している。フレキシブルプリント配線基板（６０）には、多極側のホール素子（３１〜３４）と２極側のホール素子（４１〜４４）が実装されており、これらに対する配線パターンも印刷されている。多極磁気エンコーダーと２極磁気エンコーダーを備えた磁気式アブソリュートエンコーダーの組付け作業、配線作業を簡単かつ短時間で行うことができる。
2011061794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形外周面が２極着磁面となっている２極マグネットと、
前記２極マグネットの回転に伴って位相が９０度異なる検出信号を得るために用いる２極側第１磁気検出素子および２極側第２磁気検出素子と、
前記２極マグネットに対して同軸状態となるように隣接配置されており、円形外周面が４極以上の多極着磁面となっている多極マグネットと、
前記多極マグネットの回転に伴って位相が９０度異なる検出信号を得るために用いる多極側第１磁気検出素子および多極側第２磁気検出素子と、
前記２極側第１磁気検出素子、前記２極側第２磁気検出素子、前記多極側第１磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子が実装されているフレキシブルプリント配線基板と、
前記２極マグネットに対して同軸状態に配置された円環状の基板保持部とを有しており、
前記基板保持部は、前記フレキシブルプリント配線基板を前記２極マグネットおよび前記多極マグネットを取り囲むようにループ状に保持しており、
前記２極側第１磁気検出素子および前記２極側第２磁気検出素子は、前記２極マグネットの前記２極着磁面に対して一定の間隔で対峙し、前記多極側第１磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子は、前記多極マグネットの前記多極着磁面に対して一定の間隔で対峙していることを特徴とする磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項２】
前記基板保持部は、円環状のベース板と、このベース板の円環状端面において同一円上に位置するように所定の角度間隔で配置した第１、第２基板取付台とを備えており、
前記第１、第２基板取付台は、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第１、第２基板取付面を備えており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、その裏面側の部分が前記第１、第２基板取付面にそれぞれ固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第１基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第１磁気検出素子および前記多極側磁気検出素子が実装されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第２基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第２磁気検出素子および前記多極側磁気検出素子が実装されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項３】
前記第１、第２基板取付台は、前記円環状端面に対してその円周方向に所定量だけ移動可能に取り付けられ、当該円周方向の位置調整が行われた後に前記円環状端面に対して移動しないように固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、前記第１、第２基板取付台の前記第１、第２基板取付面の間において弛みのある状態で架け渡されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項４】
前記２極マグネットの回転に伴って、前記２極側第１磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るために用いる２極側第３磁気検出素子、および、前記２極側第２磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るための２極側第４磁気検出素子と、
前記多極マグネットの回転に伴って、前記多極側第１磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るために用いる多極側第３磁気検出素子、および、前記多極側第２磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るための多極側第４磁気検出素子とを有しており、
前記基板保持部は、前記第１、第２基板取付台に加えて、第３基板取付台および第４基板取付台を備え、前記ベース板の前記円環状端面には、同一円上に位置するように、９０度の角度間隔で前記第１、第２、第３および第４基板取付台が取り付けられおり、
前記第３および第４基板取付台は、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第３、第４基板取付面を備えており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、その裏面側の部分が前記第１、第２、第３および第４基板取付面にそれぞれ固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第３基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第３磁気検出素子および前記多極側第３磁気検出素子が実装されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第４基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第４磁気検出素子および前記多極側第４磁気検出素子が実装されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項５】
前記第１〜第４基板取付台は、それぞれ、前記円環状端面に対してその円周方向に所定量だけ移動可能に取り付けられ、当該円周方向の位置調整が行われた後に前記円環状端面に対して移動しないように固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、前記第１および第２基板取付面の間、前記第２および第３基板取付面の間、および前記第３および第４基板取付面の間において、それぞれ、弛みのある状態で架け渡されていることを特徴とする請求項４に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項６】
前記ベース板の前記円環状端面の外側には、当該ベース板の中心を中心として所定角度範囲に亘る円弧状のインターフェース用配線基板が配置されており、
前記フレキシブルプリント配線基板の一方の側縁には、当該側縁から所定幅で引き出されている配線接続用の基板引き出し部分が形成されており、
当該基板引き出し部分は、前記側縁から折り曲げられて、前記ベース板の半径方向の外側に延びて前記インターフェース用配線基板に接続されており、
前記基板引き出し部分は、前記フレキシブルプリント配線基板における他の部分に比べて面外剛性の低い折り曲げが容易な部分であり、
前記基板引き出し部分の根元側部分には折り曲げによる耐久性低下を防止するための補強層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項７】
モーター回転軸と、
前記モーター回転軸に取り付けたモーターローターと、
前記モーターローターを取り囲む状態に配置されているモーターステーターと、
前記モーター回転軸における前記モーターローターの後側に隣接する部位に配置され、当該モーター回転軸の回転を拘束するための電磁ブレーキと、
前記モーター回転軸における前記電磁ブレーキの後側に隣接する部位に配置され、当該モーター回転軸の回転位置を検出するための磁気式アブソリュートエンコーダーとを有しており、
前記磁気式アブソリュートエンコーダーは、請求項２ないし６のうちのいずかの項に記載の磁気式アブソリュートエンコーダーであることを特徴とするモーター。
【請求項８】
前記モーター回転軸を前側軸受けおよび後側軸受けを介して回転自在の状態で支持している筒状のモーターケースを有しており、
前記後側軸受けは、前記モーター回転軸における前記電磁ブレーキと前記磁気式アブソリュートエンコーダーの間の部位に配置されており、
前記磁気式アブソリュートエンコーダーの前記ベース板は、前記後側軸受けに対して、モーター中心軸線の後側から当接している軸受け押えとして機能することを特徴とするモーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転軸の１回転内の絶対位置を２組の磁気エンコーダーを用いて検出する磁気式アブソリュートエンコーダー、および当該磁気式アブソリュートエンコーダーを備えたモーターに関する。さらに詳しくは、２組の磁気エンコーダーの組み付け作業、磁気検出素子の位置決め作業を簡単に行うことのできるようにした磁気式アブソリュートエンコーダー、および当該磁気式アブソリュートエンコーダーを備えたモーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転軸の絶対位置を精度良く検出するための磁気式アブソリュートエンコーダーとしては、２組の磁気エンコーダーを用いたものが知られている。特許文献１には、２極の磁気エンコーダーと６４極の磁気エンコーダーを用いた磁気式アブソリュートエンコーダーが提案されている。特許文献２には、２極の磁気エンコーダーと多極の磁気エンコーダーを用いて、２極の磁気エンコーダーの分解能および精度に影響されることなく高精度の絶対位置検出を行うことのできる磁気式アブソリュートエンコーダーが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０６−１０８１３号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００８／１３６０５３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、このような磁気式アブソリュートエンコーダーにおける各組の磁気エンコーダーは、回転軸に取り付けたマグネットと、このマグネットに対向配置させた一対の磁気検出素子（例えばホール素子）とを備えている。各磁気検出素子はプリント配線基板に実装されており、各プリント配線基板から引き出された複数本のリード線が信号処理用の演算回路の側に接続されている。各組の磁気エンコーダーにおいては、マグネットの回転に伴って一対の磁気検出素子から位相が９０度異なる所定振幅のＡ相およびＢ相の正弦波状のアナログ信号が発生するように、磁気検出素子の間の相対位置、各磁気検出素子のマグネットに対する取付位置を設定する必要がある。また、磁気検出素子が実装されている各プリント配線基板から引き出される多数本のリード線を誤りなく演算回路の側の各端子に接続する結線作業が必要である。【０００５】
２組の磁気エンコーダーが備わっている場合には、このような位置決め作業、結線作業に時間が掛かる。また、狭いスペースに多数本のリード線を引き回す必要があるので、配線ミス、断線が発生しやすい。特に、各組の磁気エンコーダーにおいて、検出精度を高めるために複数対の磁気検出素子を配置する場合には、それらの位置決め作業、結線作業に多くの時間が掛かる。また、配線ミス、断線が発生した場合には、誤接続箇所、断線箇所などの故障個所を特定するために時間が掛かるという問題がある。【０００６】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、組付け作業および磁気検出素子の位置決め作業を簡単かつ短時間で行うことのできるようにした磁気式アブソリュートエンコーダーを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の磁気式アブソリュートエンコーダーは、
円形外周面が２極着磁面となっている２極マグネットと、
前記２極マグネットの回転に伴って位相が９０度異なる検出信号を得るために用いる２極側第１磁気検出素子および２極側第２磁気検出素子と、
前記２極マグネットに対して同軸状態で隣接配置されており、円形外周面が４極以上の多極着磁面となっている多極マグネットと、
前記多極マグネットの回転に伴って位相が９０度異なる検出信号を得るために用いる多極側第１磁気検出素子および多極側第２磁気検出素子と、
前記２極側第１磁気検出素子、前記２極側第２磁気検出素子、前記多極側第１磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子が実装されているフレキシブルプリント配線基板と、
前記２極マグネットに対して同軸状態に配置された円環状の基板保持部とを有しており、
前記基板保持部は、前記フレキシブルプリント配線基板を前記２極マグネットおよび前記多極マグネットを取り囲むようにループ状に保持しており、
前記２極側第１磁気検出素子および前記２極側第２磁気検出素子は、前記２極マグネットの前記２極着磁面に対して一定の間隔で対峙し、前記多極側第１磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子は、前記多極マグネットの前記多極着磁面に対して一定の間隔で対峙していることを特徴としている。【０００８】
本発明では、それぞれ独立したプリント配線基板に実装されている磁気検出素子を用いる代わりに、全ての磁気検出素子が実装された一枚のフレキシブルプリント配線基板を用いている。すなわち、一枚のフレキシブルプリント配線基板に、全ての磁気検出素子を実装すると共に、各磁気検出素子から引き出される配線パターンをプリントし、２極マグネットおよび多極マグネットを取り囲むようにループ状に当該フレキシブルプリント配線基板を保持するようにしている。したがって、各磁気検出素子が所定位置となるようにフレキシブルプリント配線基板を基板保持部に取り付けるだけでよいので、各磁気検出素子のプリント配線基板にリード線を接続して引き出す作業が不要になる。【０００９】
ここで、前記基板保持部を、円環状のベース板と、このベース板の円環状端面において同一円上に位置するように所定の角度間隔で配置した第１、第２基板取付台とを備えた構成とし、前記第１、第２基板取付台を、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第１、第２基板取付面を備えた構成とすることができる。この場合には、前記フレキシブルプリント配線基板における裏面側の部分を前記第１、第２基板取付面にそれぞれ固定すればよい。前記フレキシブルプリント配線基板における前記第１基板取付面に固定されている部分の表面が、前記２極側第１磁気検出素子および前記多極側磁気検出素子が実装されている実装部分となるようにし、前記フレキシブルプリント配線基板における前記第２基板取付面に固定されている部分の表面が、前記２極側第２磁気検出素子および前記多極側磁気検出素子が実装されている実装部分となるようにすればよい。【００１０】
第１、第２基板取付台にフレキシブルプリント配線基板の実装部分を固定することにより、各磁気検出素子が位置決めされるので、磁気検出素子の位置決め作業が容易になる。【００１１】
この場合、前記第１、第２基板取付台を、ネジ止めなどによって、前記円環状端面に対してその円周方向に所定量だけ移動可能に取り付けておくことが望ましい。このようにすれば、各基板取付台にフレキシブルプリント配線基板における磁気検出素子の実装部分を仮止めした後に、各磁気検出素子の検出信号に基づき、基板取付台の円周方向の位置を調整し、適切な検出信号が得られる位置において、基板取付台を接着剤などによってベース板に固定することができる。これにより、各磁気検出素子の取付位置の調整作業が簡単になる。また、この場合には、フレキシブルプリント配線基板を各基板取付台の間において弛みのある状態で架け渡しておくことが望ましい。磁気検出素子の取付位置の調整時に、フレキシブルプリント配線基板に無理な力が作用することが無いので、フレキシブルプリント配線基板を痛めることなく磁気検出素子の位置調整を容易に行うことができる。【００１２】
次に、磁気検出素子の検出信号に含まれるノイズ成分を除去するためには、２極マグネットおよび多極マグネットに対して、複数対の磁気検出素子を配置することが望ましい。二対の磁気検出素子を配置する場合には、前記２極マグネットの回転に伴って、前記２極側第１磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るために用いる２極側第３磁気検出素子、および、前記２極側第２磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るための２極側第４磁気検出素子を配置する。同様に、前記多極マグネットの回転に伴って、前記多極側第１磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るために用いる多極側第３磁気検出素子、および、前記多極側第２磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るための多極側第４磁気検出素子とを配置する。【００１３】
この場合には、前記基板保持部に、前記第１、第２基板取付台に加えて、第３基板取付台および第４基板取付台を設け、前記ベース板の前記円環状端面には、同一円上に位置するように、９０度の角度間隔で前記第１、第２、第３および第４基板取付台を取り付け、前記第３および第４基板取付台に、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第３、第４基板取付面を形成しておけばよい。【００１４】
この構成においては、前記フレキシブルプリント配線基板は、その裏面側の部分が前記第１、第２、第３および第４基板取付面にそれぞれ固定される。そして、前記フレキシブルプリント配線基板における前記第３基板取付面に固定されている部分の表面は、前記２極側第３磁気検出素子および前記多極側第３磁気検出素子が実装されている実装部分とされ、前記フレキシブルプリント配線基板における前記第４基板取付面に固定されている部分の表面は、前記２極側第４磁気検出素子および前記多極側第４磁気検出素子が実装されている実装部分とされる。【００１５】
次に、本発明の磁気式アブソリュートエンコーダーは、前記ベース板の前記円環状端面の外側に、当該ベース板の中心を中心として所定角度範囲に亘る円弧状のインターフェース用配線基板を備えている場合には、前記フレキシブルプリント配線基板の一方の側縁に、当該側縁から所定幅で引き出されている配線接続用の基板引き出し部分を形成し、当該基板引き出し部分を、前記側縁から折り曲げて、前記ベース板の半径方向の外側に延ばして前記インターフェース用配線基板に接続することができる。この場合には、前記基板引き出し部分を、前記フレキシブルプリント配線基板における他の部分に比べて面外剛性の低い折り曲げが容易な部分としておくことが望ましい。また、前記基板引き出し部分の根元側部分には折り曲げによる耐久性低下を防止するための補強層を形成しておくことが望ましい。【００１６】
次に、本発明はエンコーダー付きモーターに関するものであり、本発明のモーターは、
モーター回転軸と、
前記モーター回転軸に取り付けたモーターローターと、
前記モーターローターを取り囲む状態に配置されているモーターステーターと、
前記モーター回転軸における前記モーターローターの後側に隣接する部位に配置され、当該モーター回転軸の回転を拘束するための電磁ブレーキと、
前記モーター回転軸における前記電磁ブレーキの後側に隣接する部位に配置され、当該モーター回転軸の回転位置を検出するための磁気式アブソリュートエンコーダーとを有しており、
前記磁気式アブソリュートエンコーダーとして上記構成の磁気式アブソリュートエンコーダーを用いることを特徴としている。【００１７】
ここで、前記モーター回転軸はその前後の部位において、前側軸受けおよび後側軸受けを介して回転自在の状態で筒状のモーターケースによって支持される。この場合には、前記後側軸受けを、前記モーター回転軸における前記電磁ブレーキと前記磁気式アブソリュートエンコーダーの間の部位に配置し、前記磁気式アブソリュートエンコーダーの前記ベース板を、前記後側軸受けに対して、モーター中心軸線の後側から当接している軸受け押えとして用いることが望ましい。このように、ベース板を軸受け押えと兼用することにより、部品点数を減らすことができ、モーターの小型化、コンパクト化、低コスト化に有利である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の磁気式アブソリュートエンコーダーにおいては、複数対の磁気検出素子を一枚のフレシキブルプリント配線基板に実装し、各磁気検出素子から引き出される配線パターンを当該フレキシブルプリント配線基板にプリントしている。また、フレキシブルプリント配線基板を基板保持部によってループ状に曲げた状態に保持して、各磁気検出素子を２極マグネットおよび多極マグネットに対して位置決めするようにしている。したがって、複数個の磁気検出素子にリード線を配置して引き出し、各磁気検出素子の位置決め作業を個別に行う場合に比べて、磁気検出素子の取付作業、配線作業を簡単かつ短時間に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明を適用した磁気式アブソリュートエンコーダーが組み込まれているモーターを示す概略縦断面図およびその後端面を示す端面図である。
【図２】図１（ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線で切断した部分を示す概略横断面図である。
【図３】磁気式アブソリュートエンコーダーの機構部分の摸式図である。
【図４】（ａ）は基板保持アセンブリ（基板保持部）およびフレキシブルプリント配線基板を示す正面図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図５】フレキシブルプリント配線基板を平面上に展開した状態で示す展開図である。
【図６】フレキシブルプリント配線基板の各部分の層構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る磁気式アブソリュートエンコーダーが組み込まれているモーターを説明する。
【００２１】
（モーター）
図１（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明を適用した磁気式アブソリュートエンコーダーが組み込まれているモーターを示す概略縦断面図およびその後端面を示す端面図である。図２は、図１（ａ）におけるＩＩ−ＩＩ線で切断した部分を示す概略横断面図である。
【００２２】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、モーター１は円筒状のモーターケースアセンブリ２を備えており、当該モーターケースアセンブリ２の前端部分は大径の取付用フランジ３となっている。モーターケースアセンブリ２の内部には、その中心を貫通して延びている中空のモーター回転軸４が配置されている。モーター回転軸４はモーター中心軸線１ａの方向の前後の部分において、前側軸受け５および後側軸受け６を介して、モーターケースアセンブリ２によって回転自在の状態で支持されている。
【００２３】
モーター回転軸４には、前側軸受け５の後側に隣接した部位にモーターローター７が取り付けられており、このモーターローター７を同心状に取り囲む状態にモーターステーター８がモーターケースアセンブリ２の側に取り付けられている。モーター回転軸４におけるモーターローター７の後側の部位には電磁ブレーキ９が配置されている。
【００２４】
電磁ブレーキ９はたとえば無励磁作動形のものであり、非励磁状態においては不図示のばね力によってモーター回転軸４にブレーキ力が作用しており、励磁状態においては電磁力によってばね力が打ち消されてモーター回転軸４のブレーキ力が解除される。この電磁ブレーキ９は電磁石１２を備えており、この電磁石１２は、モーターケースアセンブリ２の側に固定された円環状のヨーク１０と、この中に配置された電磁コイル１１とを備えている。ヨーク１０の内周面には後側軸受け６が同心状態に装着され、この後側軸受け６によってモーター回転軸４の後側の部分が回転自在の状態で支持されている。
【００２５】
モーター回転軸４におけるヨーク１０の後側に隣接した部位に、磁気式アブソリュートエンコーダー２０が配置されている。モーターケースアセンブリ２の後端は円盤状のエンコーダーカバー１７によって封鎖されている。エンコーダーカバー１７には、モーター回転軸４の中空部４ａに連通する中心開口１７ａが形成されている。また、エンコーダーカバー１７の外周側の部位には、円周方向に隣接した位置にモーターコネクタ１８およびエンコーダーコネクタ１９が取り付けられている。
【００２６】
（磁気式アブソリュートエンコーダー）
図３は磁気式アブソリュートエンコーダー２０の機構部分の摸式図である。磁気式アブソリュートエンコーダー２０は、２組の磁気エンコーダーから構成されており、一方は多極磁気エンコーダー２１であり、他方は２極磁気エンコーダー２２である。多極磁気エンコーダー２１は、多極リングマグネット３０と、複数個の磁気検出素子、本例では４個のホール素子３１〜３４とを備えている。多極リングマグネット３０は、その円形外周面が多極着磁されて、当該円形外周面に沿って等角度間隔で２対以上の磁極対が形成されている。ホール素子３１（Ｍ１）および３３（Ｍ２）からはＡ相の検出信号が得られ、ホール素子３２（Ｍ３）、３４（Ｍ４）からはＡ相とは位相が９０度異なるＢ相の検出信号が得られるように、これらの配置位置が設定されており、本例ではほぼ９０度の角度間隔に配置されている。
【００２７】
他方の２極磁気エンコーダー２２は、２極リングマグネット４０と、複数個の磁気検出素子、本例では４個のホール素子４１〜４４とを備えている。２極リングマグネット４０はその円形外周面が２極着磁されて、１対の磁極対が形成されている。ホール素子４１〜４４は、２極リングマグネット４０の円形外周面に沿って９０度の角度間隔に配置されており、ホール素子４１（Ｔ１）、４３（Ｔ３）からはＡ相および、その逆相の検出信号が得られ、ホール素子４２（Ｔ２）、４４（Ｔ４）からはＢ相および、その逆相の検出信号が得られる。
【００２８】
各ホール素子３１〜３４、４１〜４４からの検出信号はＩＦ配線基板２３に実装されている結線部を介して合成されて、多極側Ａ相信号ＭＡ、多極側Ｂ相信号ＭＢ、２極側Ａ相信号ＴＡおよび２極側Ｂ相信号ＴＢが生成され、これらが不図示の信号処理用の演算回路に供給され、当該演算回路においてモーター回転軸４の１回転内における絶対回転位置、および、当該モーター回転軸４の原点位置からの回転数が算出される。
【００２９】
この構成の磁気式アブソリュートエンコーダー２０の機構部を詳細に説明する。まず、図１に示すように、磁気式アブソリュートエンコーダー２０の機構部は、モーター回転軸４の後端部分の外周面に同心状に固定した円環状のボス２４を備えており、このボス２４の円形外周面に多極リングマグネット３０および２極リングマグネット４０が同軸状態に隣接した位置に固定されている。
【００３０】
また、これらのマグネット３０、４０を取り囲む状態に基板保持アセンブリ５０が配置されている。基板保持アセンブリ５０によって、多極リングマグネット３０および２極リングマグネット４０を取り囲むように、一定幅のフレキシブルプリント配線基板６０がループ状に曲げられた状態に保持されている。フレキシブルプリント配線基板６０には多極側のホール素子３１〜３４および２極側のホール素子４１〜４４が実装されている。また、各ホール素子から引き出される配線パターンが印刷されている。基板保持アセンブリ５０の外側には、図１、図２から分かるように、所定の角度を張る一定幅の円弧状のＩＦ配線基板２３が配置されている。
【００３１】
（基板保持アセンブリ）
図４（ａ）は基板保持アセンブリ５０（基板保持部）およびフレキシブルプリント配線基板６０を示す正面図であり、図４（ｂ）はその断面図である。これらの図に示すように、基板保持アセンブリ５０は、一定幅の円環状のベース板５５と、このベース板５５の一方の円環状端面５６に固定した同一形状の４個の第１〜第４基板取付台５１〜５４とを備えている。ベース板５５は、円周方向に沿って複数本のボルト穴が形成されており、締結ボルトによってヨーク１０に固定されている。
【００３２】
基板取付台５１〜５４は、一定厚さの長方形の金属板から形成されており、ベース板５５の円環状端面５６において、その円周方向に沿って９０度の角度間隔で垂直に取り付けられている。各基板取付台５１〜５４において、ベース板５５の中心側を向いている内側平面が基板取付面５１ａ〜５４ａであり、ここに、ループ状に曲げたフレキシブルプリント配線基板６０が固定されている。
【００３３】
各基板取付台５１〜５４は、それらの基板取付面５１ａ〜５４ａに内接する円５７の接線方向に僅かに移動可能な状態でビス止め可能であり、最終的には接着剤によって円環状端面５６に固着される。
【００３４】
ここで、図１から分かるように、本例では、基板保持アセンブリ５０のベース板５５は、その内周縁部分の端面部分が後側軸受け６の外輪６ａの端面に当接しており、外輪押えとして機能している。外輪６ａの反対側の端面はヨーク１０の内周側端面に当接している。なお、後側軸受け６の内輪６ｂは、ボス２４の端面と、モーター回転軸４に形成した段面との間に保持されている。このように、ベース板５５およびボス２４が軸受け押えを兼用しているので、部品点数を減らすことができ、小型コンパクト化、低コスト化に有利である。
【００３５】
（ホール素子が実装されたフレキシブルプリント配線基板）
次に、図５は基板保持アセンブリ５０に保持されているフレキシブルプリント配線基板６０を平面上に展開した状態で示す展開図である。フレキシブルプリント配線基板６０は、全体として、一定幅の細長い直線状の基板本体部分６５と、この基板本体部分６５の長さ方向の中程の部位の一方の側縁部分から斜め方向に一定幅で引き出されている引き出し部分６６とを備えており、引き出し部分６６の先端は、ＩＦ配線基板２３の側に接続するための端子部６７となっている。また、引き出し部分６６の根元部分が繋がっている基板本体部分６５の側縁部分には一定幅で根元部分を包含する長さの補強層６８が形成された補強部分となっている。
【００３６】
基板本体部分６５には、両端部と、両端間におけるほぼ同一の間隔の２か所の部位に、長方形の第１〜第４素子実装部６１〜６４が形成されており、これらの第１〜第４素子実装部６１〜６４の裏面には長方形の補強板６９が積層されている。補強板６９は、基板取付台５１〜５４の基板取付面５１ａ〜５４ａに接着固定される接着面を規定しており、当該素子実装部６１〜６４の平面度を確保している。基板本体部分６５および引き出し部分６６には多数本の配線からなる配線パターンが印刷されている。
【００３７】
第１素子実装部６１には、多極側のホール素子３１（Ｍ１）および２極側のホール素子４１（Ｔ１）が幅方向に間隔を開けて実装されている。第２素子実装部６２の表面には、多極側のホール素子３２（Ｍ３）と２極側のホール素子４２（Ｔ２）が実装されており、第３素子実装部６３には、多極側のホール素子３３（Ｍ２）と２極側のホール素子４３（Ｔ３）が実装されており、第４素子実装部６４には、多極側のホール素子３４（Ｍ４）と２極側のホール素子４４（Ｔ４）が実装されている。第１〜第４素子実装部６１〜６４は、それぞれ、基板保持アセンブリ５０における第１〜第４基板取付面５１ａ〜５４ａにそれぞれネジおよび接着剤によって固定される。
【００３８】
図６はフレキシブルプリント配線基板６０の各部分の層構成を示す説明図である。基板本体部分６５における素子実装部６１〜６４の間のＦＰＣ部６５ａは両面配線タイプのフレキシブルプリント配線基板部分であり、ベースフィルム６０ａの両側に銅箔６０ｂが積層され、これらの表面に銅メッキ６０ｃが積層され、さらに、接着層６０ｄを介してカバー層６０ｅが積層されている。素子実装部６１〜６４では、裏面側に接着層６０ｆを介して補強板６９が取り付けられている。
【００３９】
これに対して、引き出し部分６６においては表面のみ配線パターンが形成される片面配線タイプの構造となっており、基板本体部分６５に比べて薄く、その面外剛性が低いので、折り曲げることが容易である。引き出し部分６６の先端の端子部６７においては、ベースフィルム６０ａの表面側に接着層６０ｇを介して補強板６０ｈが取り付けられ、ベースフィルム６０ａの裏面側においては、銅箔６０ｂおよび銅メッキ６０ｃが積層され、銅メッキ６０ｃの表面にＮｉ層６０ｉおよびＡｕ層６０ｊが積層された構成となっている。
【００４０】
また、引き出し部分６６の根元部分が繋がっている基板本体部分６５の側縁部分に形成した補強層６８の部分においては、たとえばベースフィルム６０ａの表面側の部位に所定の補強層が形成されている。
【００４１】
この構成のフレキシブルプリント配線基板６０は、図４から分かるように、その表面が内側を向くようにループ状に曲げられて、基板取付面５１ａ〜５４ａに固定されている。また、基板取付面５１ａ、５２ａの間の部分、基板取付面５２ａ、５３ａの間の部分、および基板取付面５３ａ、５４ａの間の部分においては、外方に膨らむ状態（弛みのある状態）で架け渡されている。なお、フレキシブルプリント配線基板６０が外周側の部分と干渉しないように、ベース板５５の外径寸法以内の部位に収まるように配置されている。
【００４２】
ホール素子の位置決め作業においては、フレキシブルプリント配線基板６０を基板保持アセンブリ５０に固定し、モーター回転軸４に取り付けた多極、２極リングマグネット３０、４０に対峙するように装着する。また、フレキシブルプリント配線基板６０の引き出し部分６６を、その根元部分を中心にしてほぼ直角に折り曲げて、その先端の端子部６７を外周側に位置しているＩＦ配線基板２３のコネクタ部に接続する。
【００４３】
この状態で、多極側の第１〜第４ホール素子３１〜３４の検出信号に基づき、これらの位置を調整する。すなわち、各基板取付台５１〜５４を移動させながら、適切な検出信号が得られるようにする。
【００４４】
ここで、フレキシブルプリント配線基板６０の第１〜第４素子実装部６１〜６４においては、多極側のホール素子と２極側のホール素子が所定の位置関係となるように実装されている。したがって、多極側リングマグネット３０と２極側リングマグネット４０が精度良くモーター回転軸４に組み付けられていれば、多極側のホール素子３１〜３４の位置決めを行うことによって、２極側のホール素子４１〜４４の位置決めが同時に行われることになる。したがって、ホール素子の位置決め作業が簡単になる。位置決め後は、各基板取付台５１〜５４を調整位置に接着剤によって固定される。
【００４５】
また、フレキシブルプリント配線基板６０にホール素子が実装されていると共に各ホール素子からの配線パターンも印刷されているので、各ホール素子が実装されているプリント配線基板に複数本のリード線を接続し、これらのリード線をＩＦ配線基板２３まで引き出す配線作業が不要である。
【００４６】
さらに、フレキシブルプリント配線基板６０が保持されている基板保持アセンブリ５０は簡単に取り外すことができるので、保守点検作業が簡単になる。ホール素子が実装されているフレキシブルプリント配線基板６０の交換作業も、基板保持アセンブリ５０を取り外した状態で簡単に行うことができる。
【００４７】
また、フレキシブルプリント配線基板６０の引き出し部分６６は面外方向に折り曲げ易くなっているので、この部分を折り曲げて半径方向の外側に位置しているＩＦ配線基板２３に接続する作業を簡単に行うことができる。また、引き出し部分６６の根元部分が繋がっている基板本体部分６５の側縁部分には一定幅の補強層６８が形成されている。したがって、引き出し部分６６の折り曲げに起因して、側縁部分に無理な力が作用しても、当該部分が損傷することがないので、断線などの不具合の発生を防止できる。
【図１】
2011061794.tif 000003
【図２】
2011061794.tif 000004
【図３】
2011061794.tif 000005
【図４】
2011061794.tif 000006
【図５】
2011061794.tif 000007
【図６】
2011061794.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月13日(2010.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
円形外周面が２極着磁面となっている２極マグネットと、
前記２極マグネットの回転に伴って位相が９０度異なる検出信号を得るために用いる２極側第１磁気検出素子および２極側第２磁気検出素子と、
前記２極マグネットに対して同軸状態となるように隣接配置されており、円形外周面が４極以上の多極着磁面となっている多極マグネットと、
前記多極マグネットの回転に伴って位相が９０度異なる検出信号を得るために用いる多極側第１磁気検出素子および多極側第２磁気検出素子と、
前記２極側第１磁気検出素子、前記２極側第２磁気検出素子、前記多極側第１磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子が実装されているフレキシブルプリント配線基板と、
前記２極マグネットに対して同軸状態に配置された円環状の基板保持部とを有しており、
前記基板保持部は、前記フレキシブルプリント配線基板を前記２極マグネットおよび前記多極マグネットを取り囲むようにループ状に保持しており、
前記２極側第１磁気検出素子および前記２極側第２磁気検出素子は、前記２極マグネットの前記２極着磁面に対して一定の間隔で対峙し、前記多極側第１磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子は、前記多極マグネットの前記多極着磁面に対して一定の間隔で対峙しており、
前記基板保持部は、円環状のベース板と、このベース板の円環状端面において同一円上に位置するように所定の角度間隔で配置した第１、第２基板取付台とを備えており、
前記第１、第２基板取付台は、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第１、第２基板取付面を備えており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、その裏面側の部分が前記第１、第２基板取付面にそれぞれ固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第１基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第１磁気検出素子および前記多極側磁気検出素子が実装されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第２基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第２磁気検出素子および前記多極側磁気検出素子が実装されていることを特徴とする磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項３】
前記第１、第２基板取付台は、前記円環状端面に対してその円周方向に所定量だけ移動可能に取り付けられ、当該円周方向の位置調整が行われた後に前記円環状端面に対して移動しないように固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、前記第１、第２基板取付台の前記第１、第２基板取付面の間において弛みのある状態で架け渡されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項４】
前記２極マグネットの回転に伴って、前記２極側第１磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るために用いる２極側第３磁気検出素子、および、前記２極側第２磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るための２極側第４磁気検出素子と、
前記多極マグネットの回転に伴って、前記多極側第１磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るために用いる多極側第３磁気検出素子、および、前記多極側第２磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るための多極側第４磁気検出素子とを有しており、
前記基板保持部は、前記第１、第２基板取付台に加えて、第３基板取付台および第４基板取付台を備え、前記ベース板の前記円環状端面には、同一円上に位置するように、９０度の角度間隔で前記第１、第２、第３および第４基板取付台が取り付けられおり、
前記第３および第４基板取付台は、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第３、第４基板取付面を備えており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、その裏面側の部分が前記第１、第２、第３および第４基板取付面にそれぞれ固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第３基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第３磁気検出素子および前記多極側第３磁気検出素子が実装されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第４基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第４磁気検出素子および前記多極側第４磁気検出素子が実装されていることを特徴とする請求項２に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項５】
前記第１〜第４基板取付台は、それぞれ、前記円環状端面に対してその円周方向に所定量だけ移動可能に取り付けられ、当該円周方向の位置調整が行われた後に前記円環状端面に対して移動しないように固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、前記第１および第２基板取付面の間、前記第２および第３基板取付面の間、および前記第３および第４基板取付面の間において、それぞれ、弛みのある状態で架け渡されていることを特徴とする請求項４に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項６】
前記ベース板の前記円環状端面の外側には、当該ベース板の中心を中心として所定角度範囲に亘る円弧状のインターフェース用配線基板が配置されており、
前記フレキシブルプリント配線基板の一方の側縁には、当該側縁から所定幅で引き出されている配線接続用の基板引き出し部分が形成されており、
当該基板引き出し部分は、前記側縁から折り曲げられて、前記ベース板の半径方向の外側に延びて前記インターフェース用配線基板に接続されており、
前記基板引き出し部分は、前記フレキシブルプリント配線基板における他の部分に比べて面外剛性の低い折り曲げが容易な部分であり、
前記基板引き出し部分の根元側部分には折り曲げによる耐久性低下を防止するための補強層が形成されていることを特徴とする請求項２ないし５のうちのいずれかの項に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項７】
モーター回転軸と、
前記モーター回転軸に取り付けたモーターローターと、
前記モーターローターを取り囲む状態に配置されているモーターステーターと、
前記モーター回転軸における前記モーターローターの後側に隣接する部位に配置され、当該モーター回転軸の回転を拘束するための電磁ブレーキと、
前記モーター回転軸における前記電磁ブレーキの後側に隣接する部位に配置され、当該モーター回転軸の回転位置を検出するための磁気式アブソリュートエンコーダーとを有しており、
前記磁気式アブソリュートエンコーダーは、請求項２ないし６のうちのいずれかの項に記載の磁気式アブソリュートエンコーダーであることを特徴とするモーター。
【請求項８】
前記モーター回転軸を前側軸受けおよび後側軸受けを介して回転自在の状態で支持している筒状のモーターケースを有しており、
前記後側軸受けは、前記モーター回転軸における前記電磁ブレーキと前記磁気式アブソリュートエンコーダーの間の部位に配置されており、
前記磁気式アブソリュートエンコーダーの前記ベース板は、前記後側軸受けに対して、モーター中心軸線の後側から当接している軸受け押えとして機能することを特徴とする請求項７に記載のモーター。
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月10日(2012.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
ここで、前記基板保持部を、円環状のベース板と、このベース板の円環状端面において同一円上に位置するように所定の角度間隔で配置した第１、第２基板取付台とを備えた構成とし、前記第１、第２基板取付台を、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第１、第２基板取付面を備えた構成とすることができる。この場合には、前記フレキシブルプリント配線基板における裏面側の部分を前記第１、第２基板取付面にそれぞれ固定すればよい。前記フレキシブルプリント配線基板における前記第１基板取付面に固定されている部分の表面が、前記２極側第１磁気検出素子および前記多極側第１磁気検出素子が実装されている実装部分となるようにし、前記フレキシブルプリント配線基板における前記第２基板取付面に固定されている部分の表面が、前記２極側第２磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子が実装されている実装部分となるようにすればよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形外周面が２極着磁面となっている２極マグネットと、
前記２極マグネットの回転に伴って位相が９０度異なる検出信号を得るために用いる２極側第１磁気検出素子および２極側第２磁気検出素子と、
前記２極マグネットに対して同軸状態となるように隣接配置されており、円形外周面が４極以上の多極着磁面となっている多極マグネットと、
前記多極マグネットの回転に伴って位相が９０度異なる検出信号を得るために用いる多極側第１磁気検出素子および多極側第２磁気検出素子と、
前記２極側第１磁気検出素子、前記２極側第２磁気検出素子、前記多極側第１磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子が実装されているフレキシブルプリント配線基板と、
前記２極マグネットに対して同軸状態に配置された円環状の基板保持部とを有しており、
前記基板保持部は、前記フレキシブルプリント配線基板を前記２極マグネットおよび前記多極マグネットを取り囲むようにループ状に保持しており、
前記２極側第１磁気検出素子および前記２極側第２磁気検出素子は、前記２極マグネットの前記２極着磁面に対して一定の間隔で対峙し、前記多極側第１磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子は、前記多極マグネットの前記多極着磁面に対して一定の間隔で対峙しており、
前記基板保持部は、円環状のベース板と、このベース板の円環状端面において同一円上に位置するように所定の角度間隔で配置した第１、第２基板取付台とを備えており、
前記第１、第２基板取付台は、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第１、第２基板取付面を備えており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、その裏面側の部分が前記第１、第２基板取付面にそれぞれ固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第１基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第１磁気検出素子および前記多極側第１磁気検出素子が実装されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第２基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第２磁気検出素子および前記多極側第２磁気検出素子が実装されていることを特徴とする磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項２】
前記第１、第２基板取付台は、前記円環状端面に対してその円周方向に所定量だけ移動可能に取り付けられ、当該円周方向の位置調整が行われた後に前記円環状端面に対して移動しないように固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、前記第１、第２基板取付台の前記第１、第２基板取付面の間において弛みのある状態で架け渡されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項３】
前記２極マグネットの回転に伴って、前記２極側第１磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るために用いる２極側第３磁気検出素子、および、前記２極側第２磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るための２極側第４磁気検出素子と、
前記多極マグネットの回転に伴って、前記多極側第１磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るために用いる多極側第３磁気検出素子、および、前記多極側第２磁気検出素子と同相あるいは逆相の検出信号を得るための多極側第４磁気検出素子とを有しており、
前記基板保持部は、前記第１、第２基板取付台に加えて、第３基板取付台および第４基板取付台を備え、前記ベース板の前記円環状端面には、同一円上に位置するように、９０度の角度間隔で前記第１、第２、第３および第４基板取付台が取り付けられており、
前記第３および第４基板取付台は、それぞれ、前記同一円の中心を向いている前記円環状端面に垂直な第３、第４基板取付面を備えており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、その裏面側の部分が前記第１、第２、第３および第４基板取付面にそれぞれ固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第３基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第３磁気検出素子および前記多極側第３磁気検出素子が実装されており、
前記フレキシブルプリント配線基板における前記第４基板取付面に固定されている部分の表面に、前記２極側第４磁気検出素子および前記多極側第４磁気検出素子が実装されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項４】
前記第１〜第４基板取付台は、それぞれ、前記円環状端面に対してその円周方向に所定量だけ移動可能に取り付けられ、当該円周方向の位置調整が行われた後に前記円環状端面に対して移動しないように固定されており、
前記フレキシブルプリント配線基板は、前記第１および第２基板取付面の間、前記第２および第３基板取付面の間、および前記第３および第４基板取付面の間において、それぞれ、弛みのある状態で架け渡されていることを特徴とする請求項３に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項５】
前記ベース板の前記円環状端面の外側には、当該ベース板の中心を中心として所定角度範囲に亘る円弧状のインターフェース用配線基板が配置されており、
前記フレキシブルプリント配線基板の一方の側縁には、当該側縁から所定幅で引き出されている配線接続用の基板引き出し部分が形成されており、
当該基板引き出し部分は、前記側縁から折り曲げられて、前記ベース板の半径方向の外側に延びて前記インターフェース用配線基板に接続されており、
前記基板引き出し部分は、前記フレキシブルプリント配線基板における他の部分に比べて面外剛性の低い折り曲げが容易な部分であり、
前記基板引き出し部分の根元側部分には折り曲げによる耐久性低下を防止するための補強層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のうちのいずれかの項に記載の磁気式アブソリュートエンコーダー。
【請求項６】
モーター回転軸と、
前記モーター回転軸に取り付けたモーターローターと、
前記モーターローターを取り囲む状態に配置されているモーターステーターと、
前記モーター回転軸における前記モーターローターの後側に隣接する部位に配置され、当該モーター回転軸の回転を拘束するための電磁ブレーキと、
前記モーター回転軸における前記電磁ブレーキの後側に隣接する部位に配置され、当該モーター回転軸の回転位置を検出するための磁気式アブソリュートエンコーダーとを有しており、
前記磁気式アブソリュートエンコーダーは、請求項１ないし５のうちのいずれかの項に記載の磁気式アブソリュートエンコーダーであることを特徴とするモーター。
【請求項７】
前記モーター回転軸を前側軸受けおよび後側軸受けを介して回転自在の状態で支持している筒状のモーターケースを有しており、
前記後側軸受けは、前記モーター回転軸における前記電磁ブレーキと前記磁気式アブソリュートエンコーダーの間の部位に配置されており、
前記磁気式アブソリュートエンコーダーの前記ベース板は、前記後側軸受けに対して、モーター中心軸線の後側から当接している軸受け押えとして機能することを特徴とする請求項６に記載のモーター。
【国際調査報告】
2011061794.tif 000009
2011061794.tif 000010